[发明专利]一种面向地铁列车自动驾驶的在线能量混杂反馈控制方法

权利要求书

1.一种面向地铁列车自动驾驶的在线能量混杂反馈控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、根据线路长度将列车位置离散化，以列车位置为自变量、速度和时间为状态变量建立列车动力学模型；所述列车模型考虑车重、列车牵引特性和基本阻力；

S2、建立基于模态切换的列车节能优化操纵模型；建立列车运行牵引/制动力切换方案；五种不同的模态包括牵引加速、制动减速、惰行、巡航和停站；规定多站间的五种模态切换顺序规则；

S3、构造列车节能运行优化问题；所述列车节能运行优化问题为求取列车运行牵引力对运行距离累加的最小值；

S4、根据线路条件将列车速度、时间分别离散化构成状态空间；所述线路条件包括速度限制、列车总运行时间、列车停站时间，构成优化问题的约束条件；

S5、确定状态递推方程，每切换一个模态，用离散动态规划算法在线搜索剩余的列车节能模态切换位置点；所述离散动态规划算法包括动态规划正向状态搜索与反向控制搜索，得到列车最优切换控制序列及最优模态序列，对列车实现在线控制。

2.根据权利要求1所述的面向地铁列车自动驾驶的在线能量混杂反馈控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述列车动力学模型为：

其中，将列车总运行距离按照位置等间隔离散化得到K个Δx，K代表离散的总阶段数，k为位置的索引，x_k为第k个Δx的位置，v_k,t_k分别代表列车在位置x_k对应速度、时间，u_k为切换控制，u_k∈{0,1}，w_k(u_k)代表位置x_k列车所处的模态，M代表列车质量，为列车处于w_k(u_k)模态的牵引/制动力，r(v_k)代表列车所受的基本阻力；

所述列车基本阻力为：

r(v_k)＝r₀+r₁|v_k|+r₂v_k²

其中，前两项表示列车机械阻力，最后一项表示列车空气阻力，参数r₀,r₁,r₂由列车型号和质量确定。